<!DOCTYPE HTML>
<html lang="zh-Hans" class="sidebar-visible no-js light">
    <head>
        <!-- Book generated using mdBook -->
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Rust生命周期集大成者 PhantomData&lt;T&gt; - Rust 优秀博文</title>


        <!-- Custom HTML head -->
        
        <meta content="text/html; charset=utf-8" http-equiv="Content-Type">
        <meta name="description" content="">
        <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
        <meta name="theme-color" content="#ffffff" />

        <link rel="icon" href="../../favicon.svg">
        <link rel="shortcut icon" href="../../favicon.png">
        <link rel="stylesheet" href="../../css/variables.css">
        <link rel="stylesheet" href="../../css/general.css">
        <link rel="stylesheet" href="../../css/chrome.css">
        <link rel="stylesheet" href="../../css/print.css" media="print">

        <!-- Fonts -->
        <link rel="stylesheet" href="../../FontAwesome/css/font-awesome.css">
        <link rel="stylesheet" href="../../fonts/fonts.css">

        <!-- Highlight.js Stylesheets -->
        <link rel="stylesheet" href="../../highlight.css">
        <link rel="stylesheet" href="../../tomorrow-night.css">
        <link rel="stylesheet" href="../../ayu-highlight.css">

        <!-- Custom theme stylesheets -->

    </head>
    <body>
        <!-- Provide site root to javascript -->
        <script type="text/javascript">
            var path_to_root = "../../";
            var default_theme = window.matchMedia("(prefers-color-scheme: dark)").matches ? "navy" : "light";
        </script>

        <!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
        <script type="text/javascript">
            try {
                var theme = localStorage.getItem('mdbook-theme');
                var sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar');

                if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
                    localStorage.setItem('mdbook-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
                }

                if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
                    localStorage.setItem('mdbook-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
                }
            } catch (e) { }
        </script>

        <!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
        <script type="text/javascript">
            var theme;
            try { theme = localStorage.getItem('mdbook-theme'); } catch(e) { }
            if (theme === null || theme === undefined) { theme = default_theme; }
            var html = document.querySelector('html');
            html.classList.remove('no-js')
            html.classList.remove('light')
            html.classList.add(theme);
            html.classList.add('js');
        </script>

        <!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
        <script type="text/javascript">
            var html = document.querySelector('html');
            var sidebar = 'hidden';
            if (document.body.clientWidth >= 1080) {
                try { sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar'); } catch(e) { }
                sidebar = sidebar || 'visible';
            }
            html.classList.remove('sidebar-visible');
            html.classList.add("sidebar-" + sidebar);
        </script>

        <nav id="sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
            <div class="sidebar-scrollbox">
                <ol class="chapter"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">1.</strong> 类型系统</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust_Concept_Clarification_Deref_vs_AsRef_vs_Borrow_vs_Cow/Rust_Concept_Clarification_Deref_vs_AsRef_vs_Borrow_vs_Cow.html"><strong aria-hidden="true">1.1.</strong> Rust Concept Clarification Deref vs AsRef vs Borrow vs Cow</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust_Concept_Clarification_Deref_vs_AsRef_vs_Borrow_vs_Cow/Deref_AsRef_Borrow_Cow释义.html"><strong aria-hidden="true">1.2.</strong> Deref AsRef Borrow Cow 释义</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust的Borrow和AsRef：让你的代码用起来像呼吸一样自然/Rust的Borrow和AsRef：让你的代码用起来像呼吸一样自然.html"><strong aria-hidden="true">1.3.</strong> Rust的Borrow和AsRef：让你的代码用起来像呼吸一样自然</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust的Cow类型有什么用？详解Cow及其用途/Rust的Cow类型有什么用？详解Cow及其用途.html"><strong aria-hidden="true">1.4.</strong> Rust的Cow类型有什么用？详解Cow及其用途</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/判别Fn、FnMut、FnOnce的标准/判别Fn、FnMut、FnOnce的标准.html"><strong aria-hidden="true">1.5.</strong> 判别Fn、FnMut、FnOnce的标准</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/一行代码告诉你内部可变性的真相(UnsafeCell)/一行代码告诉你内部可变性的真相(UnsafeCell).html"><strong aria-hidden="true">1.6.</strong> 一行代码告诉你内部可变性的真相(UnsafeCell)</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Tour_of_Rust's_Standard_Library_Traits/Tour_of_Rust's_Standard_Library_Traits.html"><strong aria-hidden="true">1.7.</strong> Tour of Rust's Standard Library Traits</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/逆变、协变与子类型，以及Rust/逆变、协变与子类型，以及Rust.html"><strong aria-hidden="true">1.8.</strong> 逆变、协变与子类型，以及Rust</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust自引用结构、Pin与Unpin/Rust自引用结构、Pin与Unpin.html"><strong aria-hidden="true">1.9.</strong> Rust自引用结构、Pin与Unpin</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/为什么Rust需要Pin,Unpin/为什么Rust需要Pin,Unpin.html"><strong aria-hidden="true">1.10.</strong> 译：为什么 Rust 需要 Pin, Unpin ？</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/定海神针Pin和Unpin/定海神针Pin和Unpin.html"><strong aria-hidden="true">1.11.</strong> 译：定海神针 Pin 和 Unpin</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/sizedness-in-rust/sizedness-in-rust.html"><strong aria-hidden="true">1.12.</strong> Sizedness in Rust</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust生命周期集大成者PhantomData〈T〉/Rust生命周期集大成者PhantomData〈T〉.html" class="active"><strong aria-hidden="true">1.13.</strong> Rust生命周期集大成者 PhantomData&lt;T&gt;</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操_Part_0.html"><strong aria-hidden="true">1.14.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操 Part 0</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：GAT实现引用类型关联_Part_1.html"><strong aria-hidden="true">1.15.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：GAT实现引用类型关联 Part 1</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用HRTB写bound_Part_2.html"><strong aria-hidden="true">1.16.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：用HRTB写bound Part 2</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操之用宏展开重复代码_Part_3_&_4.html"><strong aria-hidden="true">1.17.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操之用宏展开重复代码 Part 3 & 4</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：与Rust编译器斗智斗勇之表达式向量化_Part_5_&_6.html"><strong aria-hidden="true">1.18.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：与Rust编译器斗智斗勇之表达式向量化 Part 5 & 6</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：在Rust中用宏关联逻辑类型和实际类型_Part_7.html"><strong aria-hidden="true">1.19.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：在Rust中用宏关联逻辑类型和实际类型 Part 7</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">2.</strong> 生命周期</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/Rust中的生命周期——从StrSplit实例说开去/Rust中的生命周期——从StrSplit实例说开去.html"><strong aria-hidden="true">2.1.</strong> Rust中的生命周期——从StrSplit实例说开去</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/与ChatGPT深度对话来学Rust生命周期/与ChatGPT深度对话来学Rust生命周期.html"><strong aria-hidden="true">2.2.</strong> 与ChatGPT深度对话来学Rust生命周期</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（1）/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（1）.html"><strong aria-hidden="true">2.3.</strong> 进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（1）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（2）/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（2）.html"><strong aria-hidden="true">2.4.</strong> 进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（2）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（1）/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（1）.html"><strong aria-hidden="true">2.5.</strong> 进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（1）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（2）/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（2）.html"><strong aria-hidden="true">2.6.</strong> 进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（2）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/Common_Rust_Lifetime_Misconceptions/Common_Rust_Lifetime_Misconceptions.html"><strong aria-hidden="true">2.7.</strong> Common Rust Lifetime Misconceptions</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/Rust生命周期常见误区/Rust生命周期常见误区.html"><strong aria-hidden="true">2.8.</strong> 译：Rust生命周期常见误区</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">3.</strong> 无畏并发</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/简单写个Rust无锁队列/简单写个Rust无锁队列.html"><strong aria-hidden="true">3.1.</strong> 简单写个Rust无锁队列</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/进击的Rust多线程——混合自旋锁/进击的Rust多线程——混合自旋锁.html"><strong aria-hidden="true">3.2.</strong> 进击的Rust多线程——混合自旋锁</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/An_unsafe_tour_of_Rust's_Send_and_Sync/An_unsafe_tour_of_Rust's_Send_and_Sync.html"><strong aria-hidden="true">3.3.</strong> An unsafe tour of Rust's Send and Sync</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/进击的Rust多线程——Send与Sync/进击的Rust多线程——Send与Sync.html"><strong aria-hidden="true">3.4.</strong> 进击的Rust多线程——Send与Sync</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/进击的Rust多线程——离经叛道的PhantomData/进击的Rust多线程——离经叛道的PhantomData.html"><strong aria-hidden="true">3.5.</strong> 进击的Rust多线程——离经叛道的PhantomData</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/Rust_Async_Pin概念解析/Rust_Async_Pin概念解析.html"><strong aria-hidden="true">3.6.</strong> Rust Async: Pin概念解析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/Rust和C++的并发库对比/Rust和C++的并发库对比.html"><strong aria-hidden="true">3.7.</strong> 译：Rust 和 C++ 的并发库对比</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/Rust原子类型和内存排序/Rust原子类型和内存排序.html"><strong aria-hidden="true">3.8.</strong> Rust原子类型和内存排序</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">4.</strong> 网络编程</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../06_网络编程/从编解码层面理解WebSocket_手写一个WebSocket/从编解码层面理解WebSocket_手写一个WebSocket.html"><strong aria-hidden="true">4.1.</strong> 从编解码层面理解WebSocket 手写一 个WebSocket</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../06_网络编程/透过Rust探索系统的本原：网络篇/透过Rust探索系统的本原：网络篇.html"><strong aria-hidden="true">4.2.</strong> 透过Rust探索系统的本原：网络篇</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">5.</strong> 轮子系列</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/700行Rust写一个内存分配器/700行Rust写一个内存分配器.html"><strong aria-hidden="true">5.1.</strong> 700行Rust写一个内存分配器</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/Rust：网络库的实现思路/Rust：网络库的实现思路.html"><strong aria-hidden="true">5.2.</strong> Rust：网络库的实现思路</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/Rust异步运行时基础部件/Rust异步运行时基础部件.html"><strong aria-hidden="true">5.3.</strong> Rust异步运行时基础部件</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/使用Rust+epoll编写异步IO框架/使用Rust+epoll编写异步IO框架（1）.html"><strong aria-hidden="true">5.4.</strong> 使用Rust+epoll编写异步IO框架（1）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/使用Rust+epoll编写异步IO框架/使用Rust+epoll编写异步IO框架（2）.html"><strong aria-hidden="true">5.5.</strong> 使用Rust+epoll编写异步IO框架（2）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/使用Rust+epoll编写异步IO框架/使用Rust+epoll编写异步IO框架（3）.html"><strong aria-hidden="true">5.6.</strong> 使用Rust+epoll编写异步IO框架（3）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day1.html"><strong aria-hidden="true">5.7.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day1</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day2.html"><strong aria-hidden="true">5.8.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day2</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day3.html"><strong aria-hidden="true">5.9.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day3</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day4.html"><strong aria-hidden="true">5.10.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day4</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day5.html"><strong aria-hidden="true">5.11.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day5</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">6.</strong> 奇技淫巧</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/Copy-On-Write是不是优化？/Copy-On-Write是不是优化？.html"><strong aria-hidden="true">6.1.</strong> 译：Copy-On-Write是不是优化？</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/揭秘神奇的Rust_Axum风格的函数实现/揭秘神奇的Rust_Axum风格的函数实现.html"><strong aria-hidden="true">6.2.</strong> 译：揭秘神奇的 Rust Axum 风格的函数实现</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/“变长参数”函数与回调/“变长参数”函数与回调.html"><strong aria-hidden="true">6.3.</strong> “变长参数”函数与回调</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/Rust字符串格式化的幕后：format_args!()/Rust字符串格式化的幕后：format_args!().html"><strong aria-hidden="true">6.4.</strong> 译：Rust字符串格式化的幕后：format_args!()</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/给Rust带来一点C++特产/给Rust带来一点C++特产.html"><strong aria-hidden="true">6.5.</strong> 给Rust带来一点C++特产</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/一步步实现_Rust_Bevy_ECS_的_System_简化版本/一步步实现_Rust_Bevy_ECS_的_System_简化版本.html"><strong aria-hidden="true">6.6.</strong> 一步步实现 Rust Bevy ECS 的 System 简化版本</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/Exploring_Design_Patterns_in_Rust_with_Algorithmic_Trading_Examples/Exploring_Design_Patterns_in_Rust_with_Algorithmic_Trading_Examples.html"><strong aria-hidden="true">6.7.</strong> Exploring Design Patterns in Rust with Algorithmic Trading Examples</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">7.</strong> 源码分析</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust并发：bytes源码分析/Rust并发：bytes源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.1.</strong> Rust并发：bytes源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust并发：标准库Arc源码分析/Rust并发：标准库Arc源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.2.</strong> Rust并发：标准库Arc源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust并发：标准库sync_Once源码分析/Rust并发：标准库sync_Once源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.3.</strong> Rust并发：标准库sync::Once源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust源码阅读：引用计数Rc/Rust源码阅读：引用计数Rc.html"><strong aria-hidden="true">7.4.</strong> Rust源码阅读：引用计数Rc</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust源码阅读：Cell、RefCell与内部可变性/Rust源码阅读：Cell、RefCell与内部可变性.html"><strong aria-hidden="true">7.5.</strong> Rust源码阅读： Cell、RefCell与内部可变性</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/关于_Rust_的_UnsafeCell、Cell_与_RefCell/关于_Rust_的_UnsafeCell、Cell_与_RefCell.html"><strong aria-hidden="true">7.6.</strong> 关于 Rust 的 UnsafeCell、Cell 与 RefCell</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust_Async_async-stream源码分析/Rust_Async_async-stream源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.7.</strong> Rust Async: async-stream源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/走进Tokio的异步世界/走进Tokio的异步世界.html"><strong aria-hidden="true">7.8.</strong> 走进 Tokio 的异步世界</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/tokio.rs_runtime的实现/tokio.rs_runtime的实现.html"><strong aria-hidden="true">7.9.</strong> tokio.rs runtime 的实现</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Tokio_internals/Tokio_internals.html"><strong aria-hidden="true">7.10.</strong> Tokio internals</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Tokio_internals/译文：Tokio內部机制.html"><strong aria-hidden="true">7.11.</strong> 译：Tokio 内部机制</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust_Axum_HTTP_框架的架构分析/Rust_Axum_HTTP_框架的架构分析.html"><strong aria-hidden="true">7.12.</strong> Rust Axum HTTP 框架的架构分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/安利一个Rust_Game_Engine：Bevy--ECS部分/安利一个Rust_Game_Engine：Bevy--ECS部分.html"><strong aria-hidden="true">7.13.</strong> 安利一个Rust Game Engine：Bevy--ECS部分</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Tokio_解析之任务调度/Tokio_解析之任务调度.html"><strong aria-hidden="true">7.14.</strong> Tokio 解析之任务调度</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">8.</strong> 生态观察</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../11_生态观察/Rust_web_frameworks_have_subpar_error_reporting/Rust_web_frameworks_have_subpar_error_reporting.html"><strong aria-hidden="true">8.1.</strong> Rust web frameworks have subpar error reporting</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../11_生态观察/SeaORM：要做Rust版本的ActiveRecord/SeaORM：要做Rust版本的ActiveRecord.html"><strong aria-hidden="true">8.2.</strong> SeaORM：要做Rust版本的ActiveRecord</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">9.</strong> 死灵终极</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_总述.html"><strong aria-hidden="true">9.1.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 总述</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_0.html"><strong aria-hidden="true">9.2.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 0</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_1.html"><strong aria-hidden="true">9.3.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 1</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_2.html"><strong aria-hidden="true">9.4.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 2</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_3.html"><strong aria-hidden="true">9.5.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 3</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_4.html"><strong aria-hidden="true">9.6.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 4</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_5.html"><strong aria-hidden="true">9.7.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 5</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测（一）.html"><strong aria-hidden="true">9.8.</strong> Unsafe Rust 随堂小测（一）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测（二）.html"><strong aria-hidden="true">9.9.</strong> Unsafe Rust 随堂小测（二）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测（三）.html"><strong aria-hidden="true">9.10.</strong> Unsafe Rust 随堂小测（三）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测参考答案.html"><strong aria-hidden="true">9.11.</strong> Unsafe Rust 随堂小测参考答案</a></li></ol></li></ol>
            </div>
            <div id="sidebar-resize-handle" class="sidebar-resize-handle"></div>
        </nav>

        <div id="page-wrapper" class="page-wrapper">

            <div class="page">
                                <div id="menu-bar-hover-placeholder"></div>
                <div id="menu-bar" class="menu-bar sticky bordered">
                    <div class="left-buttons">
                        <button id="sidebar-toggle" class="icon-button" type="button" title="Toggle Table of Contents" aria-label="Toggle Table of Contents" aria-controls="sidebar">
                            <i class="fa fa-bars"></i>
                        </button>
                        <button id="theme-toggle" class="icon-button" type="button" title="Change theme" aria-label="Change theme" aria-haspopup="true" aria-expanded="false" aria-controls="theme-list">
                            <i class="fa fa-paint-brush"></i>
                        </button>
                        <ul id="theme-list" class="theme-popup" aria-label="Themes" role="menu">
                            <li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="light">Light (default)</button></li>
                            <li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="rust">Rust</button></li>
                            <li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="coal">Coal</button></li>
                            <li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="navy">Navy</button></li>
                            <li role="none"><button role="menuitem" class="theme" id="ayu">Ayu</button></li>
                        </ul>
                        <button id="search-toggle" class="icon-button" type="button" title="Search. (Shortkey: s)" aria-label="Toggle Searchbar" aria-expanded="false" aria-keyshortcuts="S" aria-controls="searchbar">
                            <i class="fa fa-search"></i>
                        </button>
                    </div>

                    <h1 class="menu-title">Rust 优秀博文</h1>

                    <div class="right-buttons">
                        <a href="../../print.html" title="Print this book" aria-label="Print this book">
                            <i id="print-button" class="fa fa-print"></i>
                        </a>

                    </div>
                </div>

                <div id="search-wrapper" class="hidden">
                    <form id="searchbar-outer" class="searchbar-outer">
                        <input type="search" id="searchbar" name="searchbar" placeholder="Search this book ..." aria-controls="searchresults-outer" aria-describedby="searchresults-header">
                    </form>
                    <div id="searchresults-outer" class="searchresults-outer hidden">
                        <div id="searchresults-header" class="searchresults-header"></div>
                        <ul id="searchresults">
                        </ul>
                    </div>
                </div>

                <!-- Apply ARIA attributes after the sidebar and the sidebar toggle button are added to the DOM -->
                <script type="text/javascript">
                    document.getElementById('sidebar-toggle').setAttribute('aria-expanded', sidebar === 'visible');
                    document.getElementById('sidebar').setAttribute('aria-hidden', sidebar !== 'visible');
                    Array.from(document.querySelectorAll('#sidebar a')).forEach(function(link) {
                        link.setAttribute('tabIndex', sidebar === 'visible' ? 0 : -1);
                    });
                </script>

                <div id="content" class="content">
                    <main>
                        <h1 id="rust生命周期集大成者-phantomdatat"><a class="header" href="#rust生命周期集大成者-phantomdatat">Rust生命周期集大成者 PhantomData&lt;T&gt;</a></h1>
<p>作者：<a href="https://www.zhihu.com/people/om14">庄志钢</a></p>
<p>原载：<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745">https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745</a></p>
<p>在Rust中PhantomData出现次数不算稀有，本来以为只是一个简单的占位结构体，没想到越深入越难懂，花了好几天时间才稍稍理解一点。因为我没有任何PL的学术背景(其实是没有任何学术背景，一个小小本科学历)，所以只能从语法规则上尝试理解，如果有错误欢迎大家指出，要是有学术大佬能高屋建瓴地阐述PhantomData的理念和作用就更好了~</p>
<p><strong>阅读前置要求: 对Rust有基本了解，懂生命周期长短的比较，懂协变，逆变规则</strong>[<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_1">1]</a> 。</p>
<h2 id="0-variance2"><a class="header" href="#0-variance2">0. Variance[<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_2">2]</a></a></h2>
<blockquote>
<p>Variance is a property that generic types have with respect to their arguments.</p>
</blockquote>
<p>默认大家都懂什么是<em>covariant, contravariant</em> 和 *invariant，*这里就不详细解释了。简单回顾，就是讨论在类型 <code>T1</code> 是 <code>T2</code> 的子类型的情况下，带类型参数的类型(generic type) <code>SomeType&lt;T1&gt;</code> 是不是 <code>SomeType&lt;T2&gt;</code> 的子类型。</p>
<p>比如假设 <code>T1</code> 是<code>Dog</code> 类型，<code>T2</code> 是 <code>Animal</code> 类型，<code>Dog</code> 是 <code>Animal</code> 的子类型(subtyping)。那么<code>Array&lt;Dog&gt;</code> 还是不是 <code>Array&lt;Animal&gt;</code> 的子类型呢？这里的<code>Array</code>类型就是上面的<code>SomeType</code> 的一个例子。至于<code>Array&lt;Dog&gt;</code>到底是不是<code>Array&lt;Animal&gt;</code> 的子类型呢，这个只和 <code>Array</code> 自己的性质有关 ，这个性质就是Variance。</p>
<p>但是Rust中让初学者很迷惑的一点是，Rust的类型不像Java/C++ 一样可以继承父类型，又哪里来的子类型呢？实际上，Rust有两种类型参数，一种是lifetime parameter，一种是type parameter(可以类比Java中的类型参数)。lifetime parameter是有子类型的，具体规则可以看死灵书 <a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//doc.rust-lang.org/nomicon/subtyping.html">Subtyping and Variance</a></p>
<h2 id="1-phantomdata是怎样出现的"><a class="header" href="#1-phantomdata是怎样出现的">1. PhantomData是怎样出现的</a></h2>
<p>PhantomData在2014年12月出现在RFC-0738提案[<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_3">3]</a> 中，也就是很久很久以前。那个时候，Rust允许这样的语法</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>struct Animal&lt;T&gt; {
    age: i32,
}

struct Item&lt;'a&gt; {

}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>看出来问题了吗？ <code>T</code> 或者 <code>'a</code> 都没有出现在 结构体定义中，这样会导致编译器有理由认为Animal<Dog> 和 Animal<Car> 是可以互换的，毕竟 Animal 本身并没有真的使用 Dog 或者 Car，那它们不就是一样的吗？但是这种规则明显没有意义且可能出错，Dog 和 Car 类型之间没有任何联系，自然不能把 Animal<Dog> 看成和 Animal<Car> 一样是可以互换使用的类型。但是在Rust早期，对于没有实际用到的生命周期参数，Rust确实是这么处理的，也造成了很多错误。</p>
<p>于是在这个RFC中，提议: <strong>make it an error to have a type or lifetime parameter whose variance is not constrained.</strong></p>
<p>接着提出程序员消除这个错误的方法要么是直接删去没有使用的类型参数，要么是插入一个Marker Type，也就是本文讨论的PhantomData。</p>
<p>但是注意，<strong>提议原话说的的是variance is not constrained，并不仅仅是 type or lifetime parameters are not used in the body of the type</strong>。因此当我们用PhantomData<T>来假装使用T的时候，还要考虑T的variance property！而不只是简单插入了一个占位 T 的成员属性。这也是为什么，我们不仅会看见有最常见的<code>PhantomData&lt;T&gt;</code>比如像下面这种:</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>struct CovariantStruct&lt;T&gt; {
     _field: PhantomData&lt;T&gt;
}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>也可能看见<code>PhantomData&lt;*mut T&gt;</code>，比如下面</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>struct InvariantStruct&lt;T&gt; {
     _field: PhantomData&lt;*mut T&gt;
}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>虽然是在结构体中使用了PhantomData，但一个在 T 上是 covariant的，另一个在 T 上是invariant的，结构体关于 T 的variance property就是由PhantomData控制的。</p>
<p>实际上，在这个提案提出 PhantomData 之前，Rust有</p>
<ul>
<li>InvariantType<T></li>
<li>ContravariantType<T></li>
<li>CovariantType<T></li>
<li>InvariantLifetime&lt;'a&gt;</li>
<li>ContravariantLifetime&lt;'a&gt;</li>
<li>CovariantLifetime&lt;'a&gt;</li>
</ul>
<p>一共6种 Marker Type 来手动标注类型的variance property，它们的用法可以查看<a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/rust-lang/rust/blob/9f07d055f7823ac0e17e014f3effa2a0be0947e9/src/libcore/marker.rs%23L223">当时的Rust源代码注释</a>。而有了PhantomData之后，这6种类型全部被弃用，因为它们都可以通过PhantomData来表达。</p>
<div class="table-wrapper"><table><thead><tr><th>提案前写法</th><th>提案后写法</th></tr></thead><tbody>
<tr><td>InvariantType<T></td><td>PhantomData&lt;Cell<T>&gt;</td></tr>
<tr><td>ContravariantType<T></td><td>PhantomData&lt;fn(T)&gt;</td></tr>
<tr><td>CovariantType<T></td><td>PhantomData<T></td></tr>
<tr><td>InvariantLifetime&lt;'a&gt;</td><td>PhantomData&lt;Cell&lt;&amp;'a ()&gt;&gt;</td></tr>
<tr><td>ContravariantLifetime&lt;'a&gt;</td><td>PhantomData&lt;fn(&amp;'a ()) &gt;</td></tr>
<tr><td>CovariantLifetime&lt;'a&gt;</td><td>PhantomData&lt;&amp;'a ()&gt;</td></tr>
</tbody></table>
</div>
<p>如果懂得variance，应该是能理解提案后写法的。</p>
<p>而上面所有内容就是PhantomData类型出现的初衷，强制规定了每一个类型参数的variance property，而不仅仅是占位。</p>
<h2 id="2-oibitauto-trait"><a class="header" href="#2-oibitauto-trait">2. OIBIT(auto trait)</a></h2>
<p>OIBIT全称opt in builtin traits，之后的新名字是auto trait，常见auto trait比如有Send和Sync，不需要手写 impl 就可以由编译器自动推导是否满足。当然，我们也可以使用 unsafe impl 来指定实现这个trait，或者impl !TraitName 来排除这个trait，排除trait不是unsafe的，但是unstable的，需要用nightly版本编译。</p>
<p>目前有5个auto trait，分别是</p>
<ul>
<li>Send</li>
<li>Sync</li>
<li>Unpin</li>
<li>UnwindSafe</li>
<li>RefUnwindSafe</li>
</ul>
<p>PhantomData的规则是，只要 T 实现了上面某个trait，那么 PhantomData<T> 同样实现某个trait。比如如果 T 是满足 Send 的，那么PhantomData<T> 也自动满足 Send。</p>
<p>有了这个特点，我们就可以通过PhantomData来排除一些我们不想要实现的trait，示例如下</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>struct MyStruct {
    _field: PhantomData&lt;Rc&lt;()&gt;&gt;,
}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>因为Rc<T> 是 !Send的，所以导致MyStruct 最后也是 !Send，但是我们如果直接写 <code>impl !Send for MyStruct</code>， 目前则需要使用nightly编译器，如果使用stable编译器，编译器就会提示 <code>negative trait bounds are not yet fully implemented; use marker types for now </code>证实了PhantomData可以用来排除不需要的auto trait。这里我们再一次体会到，PhantomData不只是用来占位的，即使 <code>MyStruct</code> 本身没有任何类型参数，也可以包含有PhantomData。</p>
<h2 id="3-drop-check"><a class="header" href="#3-drop-check">3. Drop Check</a></h2>
<p>Rust的特点是宣称无需GC的前提下保证内存安全，其中一种方式就是使用RAII，在创建结构体的时候获取资源，在析构(之后全部称drop)的时候释放资源。而在drop的时候，因为rust允许访问struct所有的成员，因此要保证不能访问到已经无效的数据，这就是drop check。</p>
<p><strong>为了先体会drop check，可以简单认为，drop check只需要检查实现了drop方法，且其drop方法有类型参数的结构体</strong>(之后会形式化定义)</p>
<p>在rust中，类型参数不仅仅指其他语言中也常见的<code>T</code>，也包括生命周期参数，例子如下</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>struct Node&lt;T&gt; {
    val: T,       //   T是类型参数, 称为 type parameter
}
struct Node&lt;'a&gt; {  
    val: &amp;'a i32, // 'a 也是类型参数，称为 lifetime parameter
} 
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<h3 id="31-带有生命周期标注的drop方法"><a class="header" href="#31-带有生命周期标注的drop方法"><strong>3.1 带有生命周期标注的drop方法</strong></a></h3>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust">// 代码1
struct Node&lt;'a&gt; {
    val: Option&lt;&amp;'a i32&gt;, // 'a 也是类型参数
}

impl&lt;'a&gt; Drop for Node&lt;'a&gt; {
    fn drop(&amp;mut self) {
         println!(&quot;{}&quot;, self.val.unwrap());
    }
}

fn main() {

    let x = 123;
    let node = Node{val: Some(&amp;x)}; // ok, 因为node比x先drop
}
</code></pre></pre>
<p>上面这段代码是能正常编译的，因为按rust规则，在代码段中先声明的变量后drop，也就是说node比x先drop，那当node在执行自己的drop函数时，x一定还没有被释放，所以编译器编译成功。</p>
<p>如果只是调换一下x和node位置，则编译失败</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust">// 代码2
struct Node&lt;'a&gt; {
    val: Option&lt;&amp;'a i32&gt;, // 'a 也是类型参数
}

impl&lt;'a&gt; Drop for Node&lt;'a&gt; {
    fn drop(&amp;mut self) {
        // drop函数不再访问&amp;i32, 但也不能编译成功
    }
}

fn main() {

    let mut node = Node{val: None};
    let x = 123;
    node.val = Some(&amp;x);  // error, `x` does not live long enough
}
</code></pre></pre>
<p>调换顺序后，编译器知道x比node先drop，也就是说x的生命周期比node更短，因此不满足Node的定义，因此编译失败。这也是drop check的成果，分析出drop函数中还存在资源引用，虽然实际上我们在drop函数中并没有访问i32的引用，但目前的rust编译器还没有智能到那一步，它只会预防我们访问所有可能的引用。</p>
<p>再补充一个概念**，Strictly outlives**</p>
<p>我们知道，生命周期之间可以判断是否有包含关系，当我们说'a : 'b 的时候，说明 'a 的范围是<strong>大于等于</strong> 'b 的，我们不关心到底是大于还是等于。但是现在引入一个&quot;strictly outlives&quot;的概念，要求一定要大于而不能等于。</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>{
    let a = 1;
    let (b, c);
    b = 2;
    c = 3;
}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>在上面代码中，a的生命周期strictly outlives b和c的生命周期。而b和c的生命周期是相同的，不存在strictly outlives关系。因为rust规定，**在一个let语句中的变量具有相同的生命周期。**所以，同一个结构体中的变量也都有一样的生命周期。</p>
<p>而在drop check中，就要求这些类型参数Strictly outlives T，例子如下:</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust">struct Node&lt;'a&gt; {
    val: Option&lt;&amp;'a i32&gt;, 
    i: i32,
}

impl&lt;'a&gt; Drop for Node&lt;'a&gt; {
    fn drop(&amp;mut self) {
       
    }
}

fn main() {

    let mut node = Node{val: None, i: 1};
    node.val = Some(&amp;node.i); // borrow may still be in use when destructor runs
}
</code></pre></pre>
<p>在上面的代码中，按照drop order，变量val会先drop，然后才drop变量i，但这段代码仍然无法通过编译，原因就是没有Strictly outlives。</p>
<h3 id="32-带有类型标注的drop方法"><a class="header" href="#32-带有类型标注的drop方法"><strong>3.2</strong> 带有类型标注的drop方法</a></h3>
<p>如果结构体drop函数不再有 'a 这样的生命周期标注，只有表示类型的 T，是否就不存在生命周期的问题了呢，答案显然是No，因为T本身可以是任何类型，包括带生命周期的结构体，所以可能会隐式地包含生命周期的问题。</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust">// 代码3
struct Node&lt;T&gt; {
    val: Option&lt;T&gt;, // 'a 也是类型参数
}

impl&lt;T&gt; Drop for Node&lt;T&gt; {
    fn drop(&amp;mut self) {
        // drop函数不访问T, 但也不能编译成功
    }
}

fn main() {

    let mut node = Node{val: None};
    let x = 123;
    node.val = Some(&amp;x);  // error, `x` does not live long enough
}
</code></pre></pre>
<p>我们把代码2中 <code>Node&lt;'a&gt;</code> 替换成 <code>Node&lt;T&gt;</code> , <code>main</code> 函数中的内容不变，仍然编译失败。rust的drop check仍然检查出我们可能会访问到无效内存，即使这是个空的<code>drop</code>函数。</p>
<h3 id="33-不带任何类型参数的drop函数"><a class="header" href="#33-不带任何类型参数的drop函数">3.3 不带任何类型参数的drop函数</a></h3>
<p>如果drop函数不带任何类型参数，无论是<code>&lt;'a&gt;</code> 还是 <code>&lt;T&gt;</code> ，那么这个drop函数一定是安全的。因为这个struct中的所有成员一定都属于这个struct。因为没有生命周期标注<code>&lt;'a&gt;</code> 意味着不会有任何引用，没有<code>&lt;T&gt;</code> 也排除了隐含引用的可能。所以<strong>不会有drop check</strong>。</p>
<h3 id="34-没有drop函数的结构体"><a class="header" href="#34-没有drop函数的结构体">3.4 没有drop函数的结构体</a></h3>
<p>如果一个结构体没有drop函数，则能证明在释放它的时候，一定不会访问它的任何成员变量，也就<strong>不需要有drop check</strong>，且我们还能将它的生命周期提前结束，这样更符合直觉一点。比如下面的代码4</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust">// 代码4
struct Node&lt;'a&gt; {
    val: Option&lt;&amp;'a mut i32&gt;, // 'a 也是类型参数
}

// Node 没有了drop方法
fn main() {

    let mut node = Node{val: None};
    let mut x = 123;
    node.val = Some(&amp;mut x);
    println!(&quot;{}&quot;, x); // ok, 输出123
}
</code></pre></pre>
<p>和代码3相比，我们不仅删除了Node的drop方法(其实这样就已经能编译成功了)，还修改Node的定义，要求传入一个可变引用，但最后能成功运行并打印出123，说明node的生命周期在打印 x 的值之前已经结束了。</p>
<h3 id="35-may_dangle"><a class="header" href="#35-may_dangle">3.5 #[may_dangle]</a></h3>
<p>在3.1节的代码2中，即使我们的drop函数是空的，但由于编译器保守认为我们可能在drop函数中访问成员变量，所以编译失败。</p>
<p>但是Rust也提供了一种 unstable 机制，让程序员显式告示编译器，保证在drop函数中不会访问跟类型参数有关的成员变量，于是3.1中的代码2可以改写为</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust">#![feature(dropck_eyepatch)]

struct Node&lt;'a&gt; {
    val: Option&lt;&amp;'a i32&gt;, // 'a 也是类型参数
}

// 在'a 前加#[may_dangle]，编译器不再检查关于'a 的任何访问，所以代码编译成功
unsafe impl&lt;#[may_dangle]'a&gt; Drop for Node&lt;'a&gt; {
    fn drop(&amp;mut self) {
        
    }
}

fn main() {

    let mut node = Node{val: None};
    let x = 123;
    node.val = Some(&amp;x);  
}
</code></pre></pre>
<p>上面的代码可以通过编译，因为在Drop trait的生命周期参数 <code>'a</code> 前加了 <code>#[may_dangle]</code>，告诉编译器我们保证代码里不会访问包含生命周期为 <code>'a</code> 的任何类型的值，所以编译器会忽略对 <code>'a</code> 的生命周期检查，无论是访问带 <code>'a</code> 的变量，还是drop 带<code>'a</code> 的变量。</p>
<h3 id="36-形式化drop-check"><a class="header" href="#36-形式化drop-check">3.6 形式化drop check</a></h3>
<p>通过上面的例子，大概能体会到drop check的功能，直白说就是检查drop函数中是否可能合法访问结构体的所有成员变量，特别是引用变量。接下来形式化说明，drop check到底是怎么检查代码是否合法的。</p>
<p>但首先引入一个概念: <strong>drop glue</strong></p>
<p>Drop glue is compiler generated and first calls<T as Drop>::drop and then recursively calls the drop glue of any recursively <strong>owned values</strong>. 简单说就是编译器生成的，用于调用drop函数的代码。然而需要注意的是，原文用词是owned values，并不是调用每一个值的drop glue。比如如果 T 有成员 <code>t1: Vec&lt;i32&gt;</code> ，那么drop glue会调用t1的 drop 函数。如果 T 有成员 <code>t2: &amp;mut Vec&lt;i32&gt;</code>，drop glue 则不会调用 <code>t2.drop()</code>，因为按照规则 t2 不属于 T 的owned values。具体哪些算owned values，哪些不算，可以查阅rust dev-guide[<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_4">4]</a></p>
<p>接下来继续说明drop check的流程。这里引用Rust doc中drop check[<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_5">5]</a> 的定义，而不是RFC-0769[<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_6">6]</a> 中定义，因为 RFC-0769 写于2013年8月，过于古老，和现在的规则虽然精神内核一样，但具体规则已经有所不同。</p>
<p>rust doc关于drop check的检查过程是这样说的</p>
<ul>
<li>如果类型 T 和它的所有 (recursive) fields 都没有实现 Drop trait的话（即 T 没有drop glue），不进行drop check。其中<code>PhantomData</code>and<code>ManuallyDrop</code> 都被认为是没有实现Drop trait的。</li>
<li>如果 T 实现了Drop trait，那么无论 T 的 type parameter 还是 lifetime parameter都要保证在drop 函数中是有效的(注: 但如果有 #[may_dangle] 修饰[<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_7">7]</a>，会完全忽略)。</li>
<li>如果 T 有drop glue，那么对 T 递归**包含(own)**的所有的类型 U来说，要保证 U 在 drop 时，所有类型或生命周期都是有效的。(注意，这里和drop glue相同的是都要求包含关系，但drop glue关心的是value，这里关心的是类型)</li>
</ul>
<p>接下来说明如何<a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//doc.rust-lang.org/std/ops/trait.Drop.html%23drop-check">计算包含(own)关系</a>，这里直接搬运一下(如果你能坚持看到这里，下面这段原文也一定能大概理解)</p>
<blockquote>
<p>The set of owned types is determined by recursively traversing<code>T</code>:
\1. Recursively descend through <code>PhantomData</code>, <code>Box</code>, tuples, and arrays (including arrays of length 0).
\2. Stop at reference and raw pointer types as well as function pointers and function items; they do not own anything.
\3. Stop at non-composite types (type parameters that remain generic in the current context and base types such as integers and <code>bool</code>); these types are owned.
\4. When hitting an ADT with <code>impl Drop</code>, stop there; this type is owned.
\5. When hitting an ADT without <code>impl Drop</code>, recursively descend to its fields. (For an <code>enum</code>, consider all fields of all variants.)</p>
</blockquote>
<p>简单说，就是定义了 T 的成员变量的这些类型，哪些算包含，哪些不算包含。</p>
<p>比如</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>struct OwnedVec {
    v: Vec&lt;i32&gt; // OwnedVec 包含(own) Vec&lt;i32&gt;，需要对Vec&lt;i32&gt;进行检查
}

struct UnownedVec {
    v: &amp;mut Vec&lt;i32&gt; // 因为只持有Vec&lt;i32&gt;的引用，根据上面第2条，Stop at reference，因此不拥有Vec&lt;i32&gt;
}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>那么到目前为止，drop check和PhantomData到底又有什么关系呢？ 讲述一个<a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.youtube.com/%40jonhoo">Jon Gjengset</a> 的例子[<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_8">8]</a> 就明白了。</p>
<p>前面铺垫了那么多，现在思考一下，什么情况需要用到#[may_dangle]，一个例子是Box<T></p>
<p><img src="assets/0100.webp" alt="" /></p>
<p>为什么呢？让我们尝试自己实现一个简单的MyBox<T></p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust">use std::ops::{Deref, DerefMut};

pub struct MyBox&lt;T&gt; {
    p: *mut T,

}

impl&lt;T&gt; Drop for MyBox&lt;T&gt; {
    fn drop(&amp;mut self) {
        // 用指针p重装一个Box&lt;T&gt;，Box&lt;T&gt;drop时会自动释放p的内存
        let _ = unsafe {Box::from_raw(self.p)}; 
    }
}

impl&lt;T&gt; MyBox&lt;T&gt;{
    pub fn new(t: T) -&gt; Self {
        MyBox {
            p: Box::into_raw(Box::new(t)), // 用原来的Box来申请内存，获取指针
        }
    }
}

impl&lt;T&gt; Deref for MyBox&lt;T&gt; {
    type Target = T;

    fn deref(&amp;self) -&gt; &amp;Self::Target {
        unsafe {&amp;*self.p}
    }
}

impl&lt;T&gt; DerefMut for MyBox&lt;T&gt; {

    fn deref_mut(&amp;mut self) -&gt; &amp;mut Self::Target {
        unsafe {&amp;mut *self.p}
    }
}

fn main() {

    let x = 42;
    let b = MyBox::new(x);
    println!(&quot;{}&quot;, *b);
}
</code></pre></pre>
<p>简易的MyBox<T>如上所示，利用了原本的Box来管理内存。</p>
<p>看上去没有什么问题，但下面的代码会报错</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust">fn main() {

    let mut x = 42;
    let b = MyBox::new(&amp;mut x);
    println!(&quot;{}&quot;, x); //cannot borrow `x` as immutable because it is also borrowed as mutable
}
</code></pre></pre>
<p>因为MyBox有drop函数，会一直持有 x 的可变引用到其执行drop 函数，所以无法在中间用x的不可变引用打印值。但是，我们在MyBox的drop函数中并不会访问指针p的内容，只是将其drop掉了。这时候，就可以在MyBox的drop函数签名上加上 <code>#[may_dangle]</code>，编译器不再检查 <code>T</code> 。</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>unsafe impl&lt;#[may_dangle] T&gt; Drop for MyBox&lt;T&gt; { // 开启#[may_dangle]，编译器不再检查T的生命周期问题
    fn drop(&amp;mut self) {
        let _ = unsafe {Box::from_raw(self.p)};
    }
}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>然而，这样忽略 <code>T</code> 的所有行为，无论是访问<code>T</code>, 移动<code>T</code> 还是drop <code>T</code> ，编译器都不检查，又会产生新的如下问题</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust">struct Wrapper&lt;T: Debug&gt;(T);

impl&lt;T: Debug&gt; Drop for Wrapper&lt;T&gt; {
    fn drop(&amp;mut self) {
        // Wrapper在drop时真的会访问 T 
        println!(&quot;wrapper access inner {:?}&quot;, self.0);
    }
}

fn main() {

    let mut x = 42;
    let wrapper = Wrapper(&amp;mut x);
    let b = MyBox::new(wrapper);
    println!(&quot;{}&quot;, x);
}
</code></pre></pre>
<p>在上面的代码中，我们新增了一个Wrapper<T>结构，其在drop的时候真的会访问T，所以我们希望drop check能检查出 main 函数中的隐含错误: 变量 b 会在 main函数结束后执行MyBox::drop()，而MyBox又会隐式执行Wrapper::drop()，而在Wrapper::drop() 中会一直持有变量 x 的可变引用。因此我们希望 main 函数中不能成功打印 x 的值，否则违反borrow checker规则。但实际编译会发现，能编译成功，说明代码中还有问题。而这个问题就在于#[may_dangle]一下子把检查又放的太开了，我们只保证不会访问MyBox中的 T，并没有说不会drop T。(所以现在有关于修改#[may_dangle]的提案[<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_9">9]</a>)</p>
<p>现在如下的MyBox<T>结构下</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>pub struct MyBox&lt;T&gt; {
    p: *mut T,

}

unsafe impl&lt;#[may_dangle] T&gt; Drop for MyBox&lt;T&gt; {
    fn drop(&amp;mut self) {
        let _ = unsafe {Box::from_raw(self.p)};
    }
}
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>根据drop checker规则，不会检查MyBox::drop() 中的T是否有效，同时，T不是其owned type，因为*mut T只是一个指针。但实际上，MyBox是包含 T 本身的，为了表达这个约定，本文的主角PhantomData<T>终于又出场了，在MyBox中添加<code>_field: PhantomData&lt;T&gt;</code> 即可让上面错误通过的代码编译失败。原因是根据drop checker规则， PhantomData<T> 会让编译器认为 MyBox<T> owns T，所以drop checker会检查T的drop 函数。</p>
<p>在这最后的场景，我们终于让 PhantomData<T> 的作用就是和它的名字一样： <strong>假装结构体有 T</strong>。</p>
<h2 id="4-个人心得"><a class="header" href="#4-个人心得">4. 个人心得</a></h2>
<p>语言是一步步发展的，在翻阅早期Rust RFC(2013年)的时候，会感叹那时候居然连xx都还没解决，但是回到现在看Rust已经完善非常多了，虽然现在对某些特征仍有争议，但相信Rust团队的智慧会让Rust越来越好.</p>
<p>另外，Rust的一些技巧确实要人教才行，最后关于PhantomData<T>在drop check中的作用，除了Jon Gjengset的视频，在其他任何地方没有找到这么具体的例子，如果只看官方文档的规则说明一定是理解不了的。</p>
<h2 id="参考"><a class="header" href="#参考">参考</a></h2>
<ol>
<li><a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_1_0">^</a>rust subtyping and variance https://doc.rust-lang.org/nomicon/subtyping.html</li>
<li><a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_2_0">^</a>variance https://doc.rust-lang.org/reference/subtyping.html#variance</li>
<li><a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_3_0">^</a>RFC-0738 https://rust-lang.github.io/rfcs/0738-variance.html</li>
<li><a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_4_0">^</a>How values are dropped https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/borrow_check/drop_check.html#how-values-are-dropped</li>
<li><a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_5_0">^</a>drop check https://doc.rust-lang.org/std/ops/trait.Drop.html#drop-check</li>
<li><a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_6_0">^</a>RFC-0769 https://rust-lang.github.io/rfcs/0769-sound-generic-drop.html</li>
<li><a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_7_0">^</a>dropck_outlives https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/borrow_check/drop_check.html#dropck_outlives</li>
<li><a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_8_0">^</a>Crust of Rust: The Drop Check https://www.youtube.com/watch?v=TJOFSMpJdzg</li>
<li><a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/686143745#ref_9_0">^</a>improve #[may_dangle] for type parameters https://github.com/rust-lang/rfcs/pull/3417</li>
</ol>

                    </main>

                    <nav class="nav-wrapper" aria-label="Page navigation">
                        <!-- Mobile navigation buttons -->
                            <a rel="prev" href="../../01_类型系统/sizedness-in-rust/sizedness-in-rust.html" class="mobile-nav-chapters previous" title="Previous chapter" aria-label="Previous chapter" aria-keyshortcuts="Left">
                                <i class="fa fa-angle-left"></i>
                            </a>

                            <a rel="next" href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操_Part_0.html" class="mobile-nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
                                <i class="fa fa-angle-right"></i>
                            </a>

                        <div style="clear: both"></div>
                    </nav>
                </div>
            </div>

            <nav class="nav-wide-wrapper" aria-label="Page navigation">
                    <a rel="prev" href="../../01_类型系统/sizedness-in-rust/sizedness-in-rust.html" class="nav-chapters previous" title="Previous chapter" aria-label="Previous chapter" aria-keyshortcuts="Left">
                        <i class="fa fa-angle-left"></i>
                    </a>

                    <a rel="next" href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操_Part_0.html" class="nav-chapters next" title="Next chapter" aria-label="Next chapter" aria-keyshortcuts="Right">
                        <i class="fa fa-angle-right"></i>
                    </a>
            </nav>

        </div>




        <script type="text/javascript">
            window.playground_copyable = true;
        </script>


        <script src="../../elasticlunr.min.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
        <script src="../../mark.min.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
        <script src="../../searcher.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>

        <script src="../../clipboard.min.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
        <script src="../../highlight.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
        <script src="../../book.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>

        <!-- Custom JS scripts -->


    </body>
</html>
